DE4412597A1

DE4412597A1 - Kugelgelenk für Fahrwerksteile in einem Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4412597A1
Application number: DE4412597A
Authority: DE
Inventors: Annette Dipl Ing Nienaber; Volker Dipl Ing Grube; Matthias Dipl Ing Behre
Original assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Current assignee: ZF Lemfoerder GmbH
Priority date: 1994-04-13
Filing date: 1994-04-13
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2014-04-14
Also published as: DE4412597C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kugelgelenk zur gelenkigen Verbindung zweier Fahrwerksteile in einem Kraftfahrzeug.

Solche Kugelgelenke bestehen zum Beispiel entsprechend DE 38 28 683 C2 in unterschiedlicher Ausgestaltung aus einem metallischen, mit dem einen Fahrwerksteil verbindbaren Gehäuse, einer am Ende eines metallischen und mit dem anderen Fahrwerksteil verbindbaren Kugelzapfen ausgebildeten Gelenkkugel und einer Lagerschale aus Kunststoff, mit der die Gelenkkugel in dem Gehäuse um den Mittelpunkt der Gelenkkugel allseits beweglich gelagert ist. Üblich sind innen zylindrische, an beiden einander gegenüberliegenden Enden offene Metallgehäuse, wobei die Öffnung an einem Ende einen gegenüber der Gelenkkugel kleineren Durchmesser aufweist und die Öffnung am anderen Ende des Gehäuses die Montage des Kugelzapfens mit der Gelenkkugel sowie der Gelenkschale ermöglicht und anschließend durch einen Deckel verschlossen wird, dessen Rand einen Bördelrand des Gehäuses untergreift. Zwischen der Befestigungsstelle des Kugelzapfens und dem nächstliegenden Ende des Gehäuses befindet sich ein Dichtungsbalg, dessen Enden jeweils mittels eines Sicherungsringes in einer Umfangsausnehmung am Gehäuserand bzw. am Kugelzapfenstumpf befestigt sind. Bekannt sind auch topfförmige, nur einseitig offene Kugelgelenke an einem zweiteiligen Blechgehäuse, dessen Teile nach der Montage der Gelenkkugel und der Lagerschale miteinander verschraubt oder in anderer Weise verbunden sind. Verwendet werden solche Gelenke vorwiegend in Bediengestängen von Kraftfahrzeugen.

Aus der US 49 04 107 ist ein Kugelgelenk mit einem an beiden Seiten aus einem Lagerauge eines Fahrwerksteils herausragenden Lagerkörper für die Aufnahme der Gelenkkugel bekannt, wobei der Lagerkörper die Kanten des Lagerauges an beiden Seiten radial umgreift und dadurch gehalten ist. Das eine Ende des Lagerkörpers wird dabei zunächst zylindrisch ausgebildet und erst nach dem Einbau radial nach außen verformt. Für Fahrwerksteile in einem Kraftfahrzeug ist ein solches Kugelgelenk nicht geeignet. Aus der genannten Druckschrift ist es jedoch schon bekannt, das gehäuseseitige Ende des Dichtungsbalgs außerhalb des Lagerauges in einer außen umlaufenden Ausnehmung eines Wulstrandes des Lagerkörpers zu befestigen. Eine ähnliche Anordnung ergibt sich auch aus Fig. 4 der GB-PS 11 21 004.

In der DE-OS 19 53 396 wird ein Kugelgelenk beschrieben, bei dem außen umlaufend an einem die Gelenkkugel aufnehmenden Lagerkörper ein radial gerichteter Flansch ausgebildet und dieser Flansch auf der dem Kugelzapfenstumpf gegenüberliegenden Gehäuseseite durch Verformung des Gehäuserandes befestigt ist. Auch ein solches Gelenk ist für die Verbindung von Fahrwerksteilen in einem Kraftfahrzeug ungeeignet. Schließlich ist auch das Merkmal für sich bekannt, den Hals des Kugelzapfens am Übergang des Zapfenstumpfes in die Gelenkkugel mit einem Schürzenansatz der Gelenkschale zu umschließen.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein den Anforderungen im Fahrwerk moderner Automobile entsprechendes Kugelgelenk mit hoher Lebensdauer aus möglichst wenig Einzelteilen kostengünstig herzustellen.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit einem die Ausbildungsmerkmale nach dem Patentanspruch 1 aufweisenden Kugelgelenk.

Ein solches Kugelgelenk ist sowohl radial als auch axial in einem hohen Maße belastbar. Es weist die vorteilhaften Eigenschaften bekannter Kugelgelenke mit einem metallischen Gehäuse und einer metallischen Gelenkkugel auf, die mittels einer Lagerschale in dem Gehäuse gelagert ist. Das Gehäuse ist topfförmig ausgebildet und umschließt daher die Gelenkkugel im wesentlichen Bereich. Das Kugelgelenk besteht lediglich aus drei Einzelteilen. Die Mittel zum Verschließen des Gelenks und zur Befestigung des Dichtungsbalgs sind unmittelbar an der Lagerschale ausgebildet. Das Gelenk läßt sich daher kostengünstig herstellen. Trotz hoher Belastbarkeit in radialer und axialer Richtung ist das Gelenk leichtgängig beweglich und von hoher Lebensdauer.

Der Gelenkverschluß besteht aus einem außen an der Lagerschale umlaufenden Flansch, der sich in axialer Richtung gegen eine Ringschulter des Gehäuses abstützt und einen Bördelrand des Gehäuses untergreift. Dieser Flansch und ein sich darüber hinaus axial erstreckender Schürzenhals sind mit der Lagerschale einstückig aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt. Der Schürzenhals weist im Anschluß an den außen umlaufenden Flansch eine Ringmulde auf, in die der Dichtungsbalg mit einem komplementären, den Sicherungsring im wesentlichen umschließenden Wulstprofil eingreift, welches sich radial nach außen gegen den verformten Gehäuserand abstützt. Es wird dadurch eine dichte Verbindung des Schürzenhalses an der Lagerschale mit dem nächstliegenden Ende des Dichtungsbalgs erreicht.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines Kugelgelenks mit den Erfindungsmerkmalen in einem Schnitt in einer Achsebene dargestellt.

Das Kugelgelenk besteht aus einem metallischen, in der dargestellten Schnittebene topfförmigen Gehäuse 1, einer metallischen Gelenkkugel 2, die am Ende eines Kugelzapfens 3 ausgebildet ist, und einer Lagerschale 4, mit der die Gelenkkugel 2 innerhalb des topfförmigen Gehäuses 1 um den Mittelpunkt der Gelenkkugel allseits beweglich gelagert ist. Die Lagerschale 4 umschließt die Gelenkkugel 3 beiderseits der Äquatorebene in einem Bereich, der auf die axiale Ausreißkraft in Richtung des Kugelzapfens 3 abgestimmt ist. Etwa am Übergang der Gelenkkugel 2 in den Kugelzapfen 3 ist an der Lagerschale 4 außen umlaufend ein radial gerichteter Flansch 5 vorgesehen, der sich axial gegen eine Ringschulter des Gehäuses abstützt und nach dem Schließen des Kugelgelenks einen Bördelrand 6 des Gehäuses an der offenen Gehäuseseite untergreift. Im Anschluß an diesen sich radial erstreckenden Flansch 5 ist einstückig mit diesem und mit der Lagerschale 4 aus dem gleichen Werkstoff ein Schürzenhals 7 ausgebildet, der den Kugelzapfen 3 an seinem Übergang in die Gelenkkugel 2 mit radialem Abstand umgibt. Dieser Schürzenhals 7 weist außen eine umlaufende Mulde auf, in die das dem Gehäuse nächst liegende Ende eines Dichtungsbalgs 8 mit einem komplementär profilierten Wulstrand eingreift und mittels eines Sicherungsringes 9 befestigt ist. Der Wulstrand des Dichtungsbalgs 8 stützt sich dabei radial nach außen gegen den Bördelrand 6 des Gehäuses ab, so daß ein sicherer und fester Sitz des Wulstrandes in der Mulde erreicht wird. Das andere Ende des Dichtungsbalgs 8 ist mittels eines Sicherungsringes 10 in einer umlaufenden Nut am Kugelzapfen 3 in herkömmlicher Weise befestigt.

Bezugszeichenliste

1 Gehäuse
2 Gelenkkugel
3 Kugelzapfen
4 Lagerschale
5 Flansch
6 Bördelrand
7 Schürzenhals
8 Dichtungsbalg
9 Sicherungsring
10 Sicherungsring

Claims

1. Kugelgelenk für Fahrwerksteile in einem Kraftfahrzeug, bestehend aus

- einem topfförmigen, einseitig offenen Gehäuse (1) aus Metall,
- einer durch die offene Gehäuseseite in das Gehäuse (1) eingesetzten Lagerschale (4) aus Kunststoff,
- einer in der Lagerschale (4) allseitig beweglich gela gerten, am Ende eines Kugelzapfens (3) ausgebildeten Gelenkkugel (2) und
- einem sich zwischen dem Rand des Gehäuses (1) an dessen offener Seite und einer Sitzfläche am Kugel zapfen (3) erstreckenden Dichtungsbalg (8),

wobei die Lagerschale an der offenen Gehäuseseite

- einen außen umlaufend ausgebildeten, sich radial erstreckenden, durch Verformung des offenen Gehäuse randes befestigten Flansch (5) sowie
- einen an der offenen Gehäuseseite aus dem Gehäuse herausragenden Schürzenhals (7) aufweist, an dem das gehäuseseitige Ende des Dichtungsbalgs (8) mittels eines Sicherungsringes (9) befestigt ist.

2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (4), der an der Lagerschale außen umlaufende Flansch (5) und der Schürzenhals (7) einstückig aus Kunststoff geformt sind.

3. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schürzenhals (7) im Anschluß an den außen umlaufenden Flansch (5) eine Ringmulde aufweist, in die der Dichtungsbalg (8) mit einem komplementären, den Sicherungsring (9) im wesentlichen umschließenden Wulstprofil eingreift, welches sich radial nach außen gegen den verformten Gehäuserand (6) abstützt.

4. Kugelgelenk nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der außen an der Lagerschale (4) umlaufend ausgebildete Flansch (5) durch Bördelung des Gehäuserandes befestigt ist.